Un immagine. Dimensioni finite (X,Y) No profondità inerente Rappresentazione numerica energia luminosa. B(x,y) = intensità luminosa in (x,y)

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1 Un immagine Dimensioni finite (X,Y) No profondità inerente Rappresentazione numerica energia luminosa Y X x y B(x,y) = intensità luminosa in (x,y)

2 Il fenomeno luminoso Fisica della luce e grandezze fotometriche

3 Forza elettromotrice e campo magnetico Dalla f.e.m. al c.m. f.e.m. crea corrente elettrica in un circuito cariche elettriche in movimento creano c.m. intorno al circuito Dal c.m. alla f.e.m. C.m. in movimento crea f.e.m. in un circuito elettrico f.e.m. causa corrente elettrica nel circuito

4 Campi elettrici e campi magnetici circuito come caso speciale di campo elettrico Riformulazione generale: C.e. in movimento crea c.m. C.m. in movimento crea c.e.

5 Onde elettromagnetiche Scambio di energia tra c.e. e c.m. I due campi si auto-sostengono Si propagano nello spazio alla velocità della luce

6 I parametri velocità di propagazione, c = 300 x 10 6 m/sec periodo T; frequenza f = 1/T, tasso c.e./c.m. lunghezza d onda λ = ct = c/f Intensità luminosa

7 Frequenza e lunghezza d onda Lo spettro elettromagnetico

8 Lo spettro della luce Lunghezze d onda dello spettro visibile da 380 nm (10-9 m), luce violetta a 760 nm, luce rossa Fino a circa 1 mm le percepiamo come calore

9 Le grandezze fotometriche Confrontare più sorgenti di luce

10 Le grandezze fotometriche Grandezze definite che permettono di trattare sorgenti luminose e superfici illuminate Il metro deve tener conto degli effetti percepiti da un osservatore umano Due grandezze: intensità luminosa e luminanza

11 Grandezze radiometriche di base Energia radiante Q (in joule) Flusso radiante o potenza Φ (in watt o joule/sec) Densità di flusso (emettenza) radiante M (in watt/ m 2 ), emesso da una superficie Irradianza: flusso incidente su una superficie unitaria normale rispetto a una direzione (watt/m 2 )

12 Intensità radiante I (sorgente punt.) e Radianza L (sorgente estesa) I: flusso emesso in una direzione per angolo solido unitario (watt/steradianti) sorgente puntiforme a r Ω = a / r 2 L: flusso emesso da sorgente estesa per unità di angolo solido e per unità di area proiettata su un piano normale a una direzione (watt / (sterad m 2 ) A Ω direzione piano normale

13 Dalla radiometria alla fotometria Limitazione a una banda di lunghezze d onda Δλ centrate intorno a una lunghezza d onda λ Le quantità specifiche vengono denotate con Q(λ)

14 La sensazione luminosa La sensazione luminosa dipende da energia emessa dalla sorgente forma e dimensioni della sorgente il colore della luce Introduzione della efficienza luminosa relativa y(λ)

15 Flusso luminoso (versione luminosa flusso radiante) Flusso radiante Φ(λ) in grado di creare una sensazione di luce = Φ(λ) y(λ) Misura in watt o lumen (a meno di una costante) In watt: Φ V = Φ(λ) y(λ) dλ In lumen (K m = 683 lumen/watt): Φ V = K m Φ(λ) y(λ) dλ

16 Intensità luminosa (da radiante) Si misura in candele Flusso luminoso emesso in una direzione per angolo solido unitario (watt/steradianti) Intensità luminosa I V (intensità radiante visibile) I V = k m I(λ) y(λ) dλ Candela: intensità luminosa emessa in direzione normale alla superficie di 1/ m 2 di platino alla temperatura di fusione (1769 o C)) superficie di platino

17 Relazione tra candela e lumen Definizione: Una sorgente puntiforme di 1 cd, che irradia ugualmente in tutte le direzioni, emette un flusso luminoso pari a 4π lm Intuitivamente: una lampadina a incandescenza da 100 W (bulbo trasparente) emette un flusso di 1200 lm

18 Luminanza (candele/m 2 o nit) Flusso luminoso emesso da sorgente estesa per unità di angolo solido e per unità di area proiettata su un piano normale a una direzione L V (candele/m 2 ) = k m L(λ) y(λ) dλ Determina l abilità di una sorgente luminosa di produrre un effetto in un certo punto dello spazio 1 nit: luminanza di sorgente estesa di intensità di 1 cd per m 2 di superficie emittente per angolo solido unitario in direzione perpendicolare alla superficie

19 La gamma di intensità luminosa Una gamma enorme Luce più intensa che si può guardare senza offesa fisica o dolore è miliardi di volte più intensa della luce più debole

20 Bel e decibel

21 Intensità assoluta # db = 10 log (I / I 0 ) I 0 è l intensità luminosa di riferimento (10-6 candele) Un intensità luminosa di 60 db corrisponde a un intensità un milione di volte maggiore di I 0

22 Intensità e decibel I 0 = 10-6 candele

23 Comuni intensità luminose

24 Temperatura di colore Basata sulla relazione tra temperatura di Materiale teorico standardizzato (radiatore corpo nero) Distribuzione energia della luce emessa a più temperature Si esprime in gradi Kelvin ( K) = Centigradi ( C) più 273 C Molti metalli si comportano come il corpo nero

25 Esempio Parte più calda in basso + gradiente da fondo a cima